概率波与不确定关系.ppt

17.4概率波17.5不确定性，波粒子双重性，1:经典粒子和经典波，1:经典粒子的基本特性，1:经典粒子具有一定的空间大小，一定的质量和电荷，粒子运动遵循牛顿的第二定律，粒子具有根据位置、速度、时间由空气确定的轨道。2:古典波的基本特性；空间具有分散性；固定频率和波长具有时间和空间的周期性；在古典物理学中，波和粒子是两个不同的研究对象。非常不同的性能，彼此不兼容，遵循不同的规律，当气体分子进行热运动时，电流，光的可变性，在思考物理概念或物理规律时，经常需要制作什么模型，波粒子二重性，光既表现出波动性，又表现出粒子性，因为小世界的特定属性与宏观世界不同，所以我们的经验仅限于宏观物体的运动。生活中如果找不到同时具有粒子性和波动性的物理模型，就有助于研究光子的规律。随着人类认识范围的扩大，不能直接感知的事物现在出现在我们眼前，我们必须创造新的模型，提出新的理论进行研究。对于模型，只要与实验结果一致，就可以在一定范围内表示研究对象的规律。光的干涉，思维：波动是来自光子之间的相互作用，还是光子本身有波动？减少光的强度，使一次只有一个光子通过狭缝，短，长，曝光时间，结论，1，这张照片清楚地显示了光的粒度。2，表明光子落在某些条形区域内的可能性大(干涉加强区)，可以用波动法描述光子在空间中每个点出现的可能性大小。光的可变性不是光子之间的相互作用引起的。波动性包括低频率和长波长、高波动性、高频率和短波长、清晰的粒子性，课堂练习：1， 光_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 表示的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _强； 高频率光子表示的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，干涉，干涉光子落在每个点的可能性不同。也就是说光子落在名门之间的可能性很大，从黑暗的地方落下的可能性很小。光子出现在空间中的概率可以由衍射、干涉的明暗条纹等波规律确定。-光是一种概率波。物质波也有波粒子二重性，同样的物质波也是概率波。现象：1。个别粒子的位置不确定，但在特定点附近发生的概率大小可以由波动规律确定。2.大量粒子，概率的分布导致了确定的宏观结果。粒子数越多，规则条纹越明显。卡尔顿板实验不确定个别球下落的位置，但落入中间窄槽的可能性更大。也就是说，球落在中间的概率更高，个别粒子出现的地方是偶然事件。许多粒子的分布有确定的统计规律。经典波动和概率波的差异、机械波、电磁波等经典波动是可测量的、实际存在于空间中的一种波动。德布罗意波是概率波。简单地说，是为了说明微小粒子的可变性而引入的方法。双接缝和屏幕之间的发生了什么？电子不是经典粒子，宏对象微粒子没有确定的坐标和动量的坐标和动量可以用牛顿力学解释。必须用量子力学来描述。有连续可测量的运动轨迹，可以有概率分布特性，无法区分追踪每个物体的运动轨迹。出每个粒子的轨迹。系统能量可以是任何连续能量量化。持续变化的值。，经典粒子和微粒子的区别，对波粒子二重性的理解，视频，经典意义上的波和粒子无法理解的不确定关系，粒子束(光子，电子)衍射，粒子的位置和动量不能同时确定的经典物理学中，牛顿定律是运动物体的运动规律，即物体的位置和速度(动量)，电子通过狭缝，在缝合宽度范围内的任何一点上，电子坐标的不确定性为狭缝宽度，电子在x方向的动量不确定性为：用量子理论进行精确分析，将得到：(1901 1976)，不确定关系的物理意义和微观特性，1。物理意义：微粒子不能同时具有位置和动量。粒子位置的不确定性x越小，动量的不确定性px就越大，反之亦然。2 .微观本质：微粒子的波粒子二重性和粒子空间分布是遵循统计规律的必然结果。但不是指这里的注意，不确定的关系，微粒子坐标不确定；并不意味着不允许对微小粒子进行动态测量。并不是说微粒子的坐标和动量不准确。微粒子的坐标和动量意味着不能同时测量。例如，1:是一颗速度为200ms-1的10g质量的子弹，如果动量的不确定性为动量的0.01%(宏范围非常精确)，那么子弹位置的不确定性是多少？解决方案：子弹的动量，动量的不确定范围，不确定性，得到子弹位置的不确定性，我们知道子弹位置的不确定范围并不重要，因为原子核的数量是10-15米。可见枪弹的动量和位置都可以精确确定，不确定的关系对宏观物体没有实际意义。示例2。如果电子的速度为200m/s，动量的不确定性范围为动量的0.01%(足够精确)，那么该电子的位置不确定性范围是多少？电子的动量是.动量的不确定范围，由于不确定性，电子位置的不确定范围，我们知道原子大小的量是10-10m，电子更小。在这种情况下，电子的位置不确定性比原子的大小大几亿倍，试图正确确定电子的位置和动量已经没有实效性，量子力学、矩阵动力学、波动力学、海森伯、薛定谔是生命的起源、物种的变异、光合作用的机制.可能与背部有关。总之，生命的秘密和思维的奥妙将与量子力学的规律无关。难怪薛定谔后来对生命科学产生了兴趣。1946年，他撰写了著名的生命是什么本书，提出了非常独到的见解。遗憾的是，在他一生中，那个可怜的箱子里的猫仍然生死未卜。能量和时间的不确定性：激发态原子的平均寿命必须相应地具有能量值的不确定性。被称为激发态的能级宽度。可以用数学方法分析微粒子的运动：位置和动量的不确定性关系，时间和能量的不确定性关系，著名的不确定性关系，推导，其他几对不确定性关系，3，不确定性关系，经典力学：运动的物体具有完全确定的位置，动量，能量等。微粒子：位置，动量等有不确定的量(概率)。电子衍射的不确定性，电子束沿oy轴以速度v射进狭缝。电子最常发生在中央主要最大区域。y，强度，x表示粒子位置的不确定性，p表示沿x轴的动量不确定性。x越小，模式的宽度越大，角度越大，p的不确定性越大。衍射越多。相反，p的不确定性越小。，不确定性关系，1 .能同时准确测量粒子的位置和动量吗？微粒子的位置和动量不能同时确定，如果位置的不确定性减少，动量的不确定性增加。如果粒子有一定的动量，其位置完全不确定。2.如果使用不确定性关系x表示位置的不确定性，使用p表示x方向粒子的动量不确定性，则使用 x p h/4，1 .以下说明是正确的()a .光波-概率波b .光波是一种电磁波c .单色光从光密度介质进入光塑性介质时。光子的能量变化d .单色光从光密度介质进入光塑性介质时，光的波长不变，AB，2，下一个说法就是()a .光的干涉和衍射现象表明光具有可变性。b .光的频率越大，波长越大。c .光的波长越大，光子的能量就越大。在验证真空中光的传播速度为3.001108 m/s，ad，光的波粒子双重性的实验中，以下说法是正确的()a .使一个光子通过狭缝，如果时间足够，胶片将衍射图案b .单个光子通过狭缝，底片将完全衍射图案c .光子通过狭缝的运动路径为直线d .光的波动性是许多光子移动的规律，并且a，d选项是正确的。当单个光子通过狭缝时，路径是随机的，胶片上不会出现完整的衍射图案。b，c选项无效。回答 ad，1 .在单狭缝衍射实验中，中央浅花纹的光占从单狭缝发射的总亮度的95%以上。现在，假设只让一个光子通过单个狭缝。光子()a .必须从中央明亮力下降，b .必须从明亮力下降c .黑暗处下降，从d .中央明亮力下降的可能性最大的分析：选择CD。根据光的概率波的概念，虽然不确定光子会通过单个缝隙落在哪里，但最大的概率是95%以上，从中央亮力下降。当然，可能会陷入其他浅皱纹和暗花纹，只是落入暗花纹的可能性极小。因此，只有c，d是正确的。(1) x 2.910-3m (2) x 2.6510-31m 评论子弹的不确定性远远小于子弹的大小。用经典力学解释其运动规律就足够准确了。电子的不确定性比本身大，用古典力学无法解释。2 .子弹的质量为0.01千克，枪口直径为0.5厘米。寻找子弹射击枪口时横速度的不确定性。答案：1.0610-30米/秒，历史上有两种关于光的本性的学说。干涉衍射偏振现象证明波动不能解释光电效应和康普顿效应，麦克斯韦理论说波动几乎是完美的，重新认识光的粒度，光同时具有波粒子二重性，1。光的波粒子二重性，2。粒子的波动性(德布罗意或物质波)，运动的粒子也具有波动性，衍射必须发生，波长短，障碍物(空隙)小，一般物体不应该这样，在推导1927年电子衍射图案之前，了解了晶体的结构(使用伦琴射线)，之后，其他粒子也有波动性，这是陆续确认的事实。德布罗意(v=E/h=h/P)验证所有移动物体的波动，德布罗意公式，这种波称为德布罗意或物质波，如果是这样的话，例句，电子衍射图案解决方案：有计算结果表明，如果一名中学生估计质量m 50公斤、100米跑速度v 7m/s，宏观物体的光波波长很小，很难展示其波动。示例：计算m=0.01kg千克、V=300m/s子弹的德布罗意波长。V1 .普朗克常数h，电子质量m和电子电荷e，如果电子的初始速度不变，则显微镜运行时电子的加速电压必须为()。解法：=h/p=d/NP=NH/d，eu=1/2m v2=p2/2m，范例43360沙尘暴是土地沙漠化造成的恶劣天气现象。沙尘暴发生时，能见度只有几十米，天空变黄了。这是因为在这种情况下()a .波长短的光的一部分才能到达地面b。只有波长较长的光的一部分能到达地面c .频率较大的光子的一部分能到达地面d。只有能量大的光子才能到达地面d，06年南京市大测试9，沙尘暴发生时，沙尘暴悬浮在空中，因此只有波长长的光的一部分才能通过衍射到达地面。答案b是对的。iii .概率波，电子衍射实验，多晶铝箔，电子的单缝，双缝，三缝和四缝衍射实验图像，汤姆森(1927)，约翰逊(1960)，单缝衍射，双缝衍射许多粒子的分布有确定的统计规律。发生概率，发生概率，电子的双缝干涉模式，上帝不知道电子来了！摘要33001。粒子(或光子)到亮部的概率大，到暗部的概率小。2.光波和光波都是概率波。3。单个粒子(或光子)表示颗粒性。大量表示可变性。4.光在传播过程中经常表现出波动，与物理物质的作用经常表现出颗粒度。电子是双缝衍射，1)用足够强的电子束进行双缝衍射，出现了明暗的衍射条纹，反映了电子的波动性，衍射条纹无法反映电子的粒度在空间分布中的概率特性，得到的结果与光的双缝衍射结果一样， 物质波不是经典波，经典波在介质中由元素共同振动形成的双缝衍射中，无论电子的强度在多么弱的屏幕上出现，它都反映出强弱连续分布的衍射条纹，实际上在电子强度弱的情况下，电子在屏幕上的分布不是随机分布，不是经典粒子，而是经典粒子双缝衍射，子弹是经典粒子虚拟机枪，用双缝a和b，屏幕c收集子弹数，1)切断狭缝b 子弹通过a在屏幕c上有一定的分布，与单狭缝衍射相似的中央周最大P1子弹在中央周最大范围内的概率分布，光子出现在某个地方的概率由光的强度决定，I大光子出现的概率由概率波理论统一，光子出现的概率与该宽的平方成正比。 博恩(M.Born.1882-1970)德国物理学家。提出了1926年波函数的统计意义。为此，我与沃(W.W.GBothe.1891-1957)分享了1954年诺贝尔物理学奖。保暖性，M.Born，I，dbroy par的统计说明表明，1926年德国物理玻尔(Born，1882-1972)创造了一个概率波，其中每个微粒在哪里具有一定的偶然性，但很多粒子出现在空间中的空间分布遵循一定的统计规律。不确定性关系(uncertaintyrelatoin)，在经典力学中，粒子(粒子)的运动状态用位置坐标和动量描述，两者可以同时准确测量。但是，拥有两只大象的微小粒子也能用确定的坐标和确定的动量来解释吗？以电子通过单狭缝衍射为例。沿轴在屏幕AB上有带狭缝宽度的电子束，这样您就可以在照相胶片CD上观察到如下图所示的衍射图案。如果我们仍然用坐标和动量来描述这个电子的运动状态，我们不能不问：电子通过狭缝的瞬间，它从哪个点通过？也就是说，电子通过狭缝的瞬间，